点阵LED显示系统计算机控制课程设计毕业设计（论文）.doc

计算机控制技术 课程设计报告 设计题目：点阵LED显示系统 班 级： 学 号： 姓 名： 时 间： 1 系统概述 LED显示屏（LED panel）：又叫电子显示屏，是由LED点阵组成，通过红色或绿色灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。显示模块由LED灯组成的点阵构成，负责发光显示；控制系统通过控制相应区域的亮灭，可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容，电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。 LED具有亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等特点，因此，LED受到广泛重视而得到迅速发展。并且，LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。LED显示屏性能超群: 发光亮度强 ，在可视距离内阳光直射屏幕表面时,显示内容清晰可见. 超级灰度控制 ，具有1024-4096级灰度控制,显示颜色16.7M以上,色彩清晰逼真,立体感强. 静态扫描技术 ：采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发光亮度。自动亮度调节 具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获得最佳播放效果。全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于调试维护。全天候工作 完全适应户外各种恶劣性环境,防腐,防水,防潮,防雷，抗震整体性能强、性价比高、显示性能好,像素筒可采用P10mm、P16mm等多种规格。先进的数字化视频处理，技术分布式扫描，模块化设计/恒流静态驱动，亮度自动调节，超高亮纯色象素 ，影像画面清晰、无抖动和重影，杜绝失真 ，视频、动画、图表、文字、图片等各种信息显示、联网显示、远程控制。 LED的主要应用领域有： （1）信号制式应用：信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域。 （2）显示应用：指示牌、广告牌、大屏幕显示等,显示屏幕可分为单色和彩色。 （3）照明应用：便携灯具，汽车用灯，特殊照明。由于LED尺寸小，便于动态的亮度和颜色控制，因此比较适合于建筑装饰照明。背光照明：普通电子设备功能显示背景源、笔记本电脑背光源等。 1.1 设计环境 实验系统本次设计采用了西安唐都科教仪器公司的TD-PID+实验系统。 1.2 设计要求 设计点阵LED显示系统，要求系统实现以下功能： 1. “开幕式”：从中间向两边逐次熄灭8个灯； 2. “倒计时”：顺序显示9、8、7、……、1、0； 3. “闭幕式”：从两边向中间逐次点亮8个灯； 4． 自行设计两种显示效果； 5． 通过键盘选择，实现多种效果的组合。 1.3 总体设计 利用并行接口芯片8255PA口、PB口控制8x8点阵LED的行和列，PC口的低四位、高四位分别控制4x4键盘行和列。按1键开始“开幕式”表演：从中间向两边逐次熄灭8个灯；按下2键开始“闭幕式”表演：从两边向中间逐次点亮8个灯；；按下3键开始“风车”表演：风车转动；按下4键开始“烟花”表演：烟花开放按下5键启动“倒计时”功能：顺序显示9、8、7、……、1、0；按下6键：结束。同时实现按键转跳功能，也就是在表演过程中，按下其它键，立即转跳显示其它表演。 程序中需要预先填入要输出数字9—0、烟花、风车图的字模，由于需要改变方向输出，不同输出所需的字模也不一样，故需要多种字模。LED点阵显示图形的原理是：每次只输出一列，8列都输出之后才将自摸移动一列，重新按列输出：每次变化的时间非常短，肉眼无法识别出来，因而以为显示的是整个图形。控制显示速度的变化实际上就是控制每列输出后延迟的时间。 2 硬件设计 2.1 硬件构成 本次设计点阵LED显示需要的硬件模块有8x8点阵LED、4x4键盘，可编程并行接口芯片8255等，下面简要介绍相关芯片： 8x8点阵LED单元 该单元提供一个8X8的点阵LED显示模块，点阵LED的行列控制已经连接好。行控制为R1～R8，列控制为L1～L8。其线路连接如图1所示。 图1 点阵LED显示单元 8255单元 该单元提供一片开放的并口控制器8255，用于学习并行接口8255的编程方法。其线路连接如图2所示 图2 8255单元 4x4键盘单元 该单元提供4X4的小键盘阵列及4位七段数码管，电路连接为扫描电路形式。其线路连接